MSAP技术及其在玉米遗传育种上的研究进展

DNA甲基化是生物基因组最常见,也是最重要的表观遗传修饰形式之一,随着对DNA甲基化研究的不断深入,由AFLP技术发展而来,基于PCR检测的DNA甲基化敏感扩增多态性(MSAP)技术,凭借其应用广泛,操作简便等优点成为检测DNA甲基化水平的有力工具。目前已被广泛应用于种质资源鉴定、品种改良、基因表达调控等许多领域。本文对MSAP技术的原理、操作流程及其在玉米遗传育种研究中的各项研究进展进行了综述,并对该技术今后的应用前景进行了展望。     

植物DNA甲基化的研究进展

DNA甲基化是重要的表观遗传修饰之一,在植物的生长发育过程中起着重要的调节作用。文章主要对DNA甲基化的作用机理及特征、表观遗传作用、检测方法和在植物育种中的应用进行了综述。     

DNA甲基化及检测方法研究进展

DNA甲基化是一种重要的遗传修饰,是表观遗传学(epigenetics)研究的重要内容.综述了目前常用的甲基化检测方法的原理及其在检测DNA甲基化中的优缺点,如MSAP检测方法、哑硫酸氢盐法、基因芯片技术等.随着对表观遗传学研究的深入,DNA甲基化检测方法也有了快速的发展,将有利于科学工作者更快更好的检测出DNA甲基化.     

DNA甲基化在植物抗逆反应中的研究进展及其育种应用

DNA甲基化指通过对基因组DNA上的胞嘧啶的共价修饰,从而对生物遗传信息进行表观遗传水平上的调控,其在植物应对外界环境胁迫、调控基因的表达、稳定基因组等方面发挥重要作用。综述了DNA甲基化在植物抗逆反应中功能研究的最新进展及DNA甲基化的隔代遗传以及其在植物育种中的潜在应用,为从表观遗传水平上研究植物抗逆性的机理以及DNA甲基化在育种上的应用提供理论参考。     

DNA分子标记及其在水稻遗传育种研究中的应用

简要综述了DNA分子标记的概念、特点、种类,分子标记在水稻遗传连锁图谱的构建、基因定位、种质资源研究、分子标记辅助选择育种、水稻品质性状的分子标记等研究中的应用,并对DNA分子标记技术在水稻遗传育种研究中的应用前景进行了展望。     

DNA甲基化及检测方法研究进展

DNA甲基化是一种重要的遗传修饰,是表观遗传学（epigenetics）研究的重要内容。综述了目前常用的甲基化检测方法的原理及其在检测DNA甲基化中的优缺点,如MSAP检测方法、亚硫酸氢盐法、基因芯片技术等。随着对表观遗传学研究的深入,DNA甲基化检测方法也有了快速的发展,将有利于科学工作者更快更好的检测出DNA甲基化。     

入侵植物黄顶菊不同器官和不同发育阶段DNA表观遗传多样性变化特征

DNA甲基化是植物DNA普遍存在的一种表观遗传修饰方式,不仅在植物快速适应新环境中发挥重要的作用,还参与植物生长发育和器官分化特异性过程。本研究通过构建优化的甲基化敏感扩增多态性（MSAP）体系来分析入侵植物黄顶菊不同器官和同一器官不同发育阶段的组织甲基化变异特征。结果表明：器官特异性MSAP体系利用筛选的13对引物共扩增536条条带,其中引物EhHM7对表观遗传多样性贡献率最大,多态性百分比为92.45%;发育阶段特异性MSAP体系利用筛选的14对引物共扩增407条条带,其中EcHM1对表观遗传多样性贡献率最大,多态性百分比为80.56%。甲基化类型变异结果显示,黄顶菊不同器官（根、茎和叶）间以及同一器官不同发育阶段（老叶和嫩叶）的组织间均表现出显著的甲基化水平差异性,半甲基化、全甲基化和整体甲基化三种甲基化变异类型中茎组织的甲基化发生率最高,分别达到30.28%、19.37%和49.66%,老叶组织的全甲基化和整体甲基化率显著高于嫩叶组织,分别达到33.29%和52.77%。主成分分析结果显示,黄顶菊叶片个体分布较根、茎的个体分布更为密集,且嫩叶较老叶密集,表明根个体间和茎个体间均存在较大的差异,这种个体差异大于黄顶菊叶片的个体间差异,且老叶的个体差异大于嫩叶,这种个体间差异在样品采集时不可忽视。所以,在利用表观遗传学方法进行黄顶菊入侵性的研究中,必须要制定科学的采样方案,把植物器官和生长发育阶段特异性作为一个重要因素考虑在内。     

基因组DNA标记在红花种质遗传多样性研究中的应用

红花(Carthamus tinctorius L.)是一种重要的药用和油用经济作物,具有很高的经济价值,但因其地理分布广泛和种质资源混杂而限制了红花资源的充分开发利用。近年来,分子标记技术的快速发展为红花种质资源的分类及辅助育种提供了极大的帮助。对RAPD、AFLP、ISSR、RAMP、SRAP几种分子标记技术在红花种质资源分析中的研究进展进行了综述,并对分子标记技术在红花种质资源及遗传多样性研究中的进一步应用进行了分析和探讨。     

不同程度烟草白粉病感染秦烟99的DNA甲基化研究

[目的]了解烟草白粉病对秦烟99 DNA甲基化水平的影响，探明其DNA甲基化在胁迫条件下对烟草的调控作用。[方法]结合聚丙烯酰胺凝胶电泳检测技术，对不同程度感染烟草白粉病秦烟99的基因组DNA甲基化水平进行MSAP分析。[结果]DNA甲基化在白粉病胁迫条件下调控烟草生长，秦烟99感染白粉病程度越高，其DNA甲基化水平越高。[结论]该试验通过研究感染不同程度烟草白粉病的秦烟99间的表观遗传多样性，为探明秦烟99生态适应性获得的表观遗传机制提供理论依据。该试验结果丰富了烟草基因组甲基化方面的研究内容，为今后研究烟草表观遗传学提供一定的参考。     

SSR分子标记技术在苹果种质资源及遗传育种研究中的应用

简要介绍了SSR分子标记技术的基本原理及其优点,综述了SSR分子标记技术在苹果种质资源和遗传育种研究中的广泛应用,如在苹果品种鉴定、种质资源评价、亲缘关系和遗传多样性分析、遗传连锁图谱构建、基因标记及定位等方面的应用,并对其在苹果研究中存在的问题和应用前景进行了讨论,可为开展苹果分子遗传育种提供参考。     

基于表型性状和生化成分的陕西茶树种质资源遗传多样性研究

基于表型性状和生化成分对陕西茶树种质资源遗传多样性进行研究,以期为优异茶树种质资源选育提供信息和科学依据,并加快利用和丰富陕西茶树种质资源种类。利用统计分析、主成分分析和聚类分析方法,对陕西茶树种质资源表型性状和生化成分遗传多样性进行研究,并评价其遗传多样性。陕西茶树种质资源表型性状变异较丰富,不同表型性状变异系数和遗传多样性指数差异较大,变异系数为19.88%～55.96%,平均变异系数31.84%,遗传多样性指数为0.691 8～2.003 0,平均遗传多样性指数1.105 9;陕西茶树种质资源内含物质成分较丰富,基于生化成分的变异系数为10.89%～30.03%,平均变异系数21.78%,遗传多样性指数为1.770 1～2.049 2,平均遗传多样性指数1.890 0;基于表型性状和生化成分的聚类分析结果不一致,表明聚类分析结果与茶树种质资源表型性状、生化成分、DNA分子的遗传多样性和地域分布关系密切,单一依据表型性状或生化成分进行茶树种质资源聚类分析具有一定的局限性。研究结果表明,陕西茶树种质资源遗传多样性较丰富,优异资源筛选潜力较大,具有独特地域性,但属于江北茶区的陕南茶树种质资源遗传多样性丰富程度稍低于南方茶区的四川、广西、贵州等地。基于生化成分初步筛选出高水浸出物(50%)茶树种质资源3份,高茶多酚(20%)茶树种质资源4份,高氨基酸(3%)茶树种质资源4份,低咖啡碱(1.6%)茶树种质资源4份。     

23份烟草种质遗传多样性的SSR和ISSR标记分析

利用SSR和ISSR标记分析23份烟草种质遗传多样性。结果表明:8个SSR引物和8个ISSR引物分别检测到66个和113个多态性位点。不同烟草种质之间的遗传相异系数在0.3259~0.8588(SSR)或0.1369~0.8161(ISSR)。以SSR、ISSR标记分别聚类以及两种标记混合聚类均在0.63处将23个材料分为4类:2个类群和2个独立个类Coker147、Val16或G140,一类群以红花大金元为基础聚类,另一类群以NC82为基础聚类。两种标记的结果相似,均可用来进行烟草种质资源的遗传多样性分析。     

贵州芝麻种质资源主要表型性状的遗传多样性

为贵州芝麻种质资源保护、形态分类、品种遗传改良及开发利用提供参考,利用聚类分析和遗传相关分析方法对贵州37份芝麻种质资源的25个表型性状进行田间鉴定考察和综合评价。结果表明:14个形态性状的遗传多样性指数在0.287 8~1.595 3,形态类型丰富;11个数量性状的遗传变异系数为7.14%~52.80%,以分枝高度的变异系数最大(52.80%),花冠长度的变异系数最小(7.14%),遗传变异丰富;不同性状间表现出正相关或负相关关系。37份贵州芝麻种质资源聚为4个类群,第I类群有7份资源,第Ⅱ类群共有22份,第Ⅲ类群有5份,第Ⅳ类群有3份,各类群间性状差异明显,其中第Ⅱ类群占供试材料的59.46%,种质资源数量多,变异范围大,遗传类型丰富。聚类结果与资源材料地域来源和分布无直接关系,主要与材料的性状表现类型相关。     

外来种质对中国玉米生产的遗传贡献

 广泛采用少数优良种质资源，会引起作物遗传多样性下降，降低品种抗病和抗逆能力，影响作物的产量。引进和利用外来种质资源是丰富作物遗传多样性、促进品种更新换代的重要途径。通过分析我国20个玉米主产省区15年（1982-1997）主要品种的亲缘关系和遗传构成，研究外来种质资源，特别是美国和国际农业研究磋商组织(CGIAR，以下简称CG系统)对我国玉米遗传贡献的时空变化和对中国玉米生产的经济影响。结果表明，美国种质和CG系统的种质对我国玉米的遗传贡献一直呈增长趋势，尤其是CG系统的遗传贡献从上世纪90年代以来增长迅速；美国遗传贡献率每增加1%，中国玉米单产将提高0.2%或者0.01吨/公顷；CG系统遗传贡献每增加1%，玉米单产将提高0.025吨/公顷，高于美国种质对我国玉米产量潜力的作用。中国政府应支持和鼓励研究人员在引进与利用美国种质的同时，加强对来自CG系统种质的研究、开发与利用，从而更好地为中国玉米生产的发展提供资源储备。     

香稻种质资源主要农艺性状的聚类与评价

对40份来自全国各地,具一定代表性香稻资源的主要农艺性状进行聚类分析和综合评价,结果表明,香稻资源的籼粳两大类群间存在较大的遗传差异。在比较香稻与恢复系和保持材料的遗传差异中发现,与26份恢复系聚类为两大类群,一类是以香稻资源与恢复材料相互交错,另一类是以香稻资源为主;与22份保持材料聚类为三大类群,第I类是以保持材料为主,第II类是香稻资源和保持材料相互交错,第III类是以香稻资源为主。表明,这些香稻资源与恢复系和保持材料都存在较大遗传差异,且与保持材料的遗传距离更大。     

引进大豆种质资源的适应性和遗传多样性分析

【目的】研究甘肃省引进大豆种质资源的遗传多样性,为大豆育种提供优异亲本。【方法】利用SPSS 17.0软件和R语言软件进行描述性统计、相关分析、主成分分析和聚类分析,对国内外引进的417份大豆种质资源进行适应性和遗传多样性分析。【结果】417份大豆种质资源中有363份在甘肃中部地区能够正常成熟,折合产量最高为3 901.65 kg/hm²,百粒重最高为 42.71 g。16个表型性状遗传多样性指数介于0.084 2~1.916 0,变异系数在18.17%~35.70%,除子叶色外,其余性状间均存在一定程度的相关性。将363份种质划分为8个类别,甘肃省大豆种质与我国华北和黄淮地区大豆种质相似系数比较接近。【结论】引进大豆种质资源遗传多样性丰富,筛选出26份特异种质资源。     

枸杞种质资源遗传多样性的iPBS分析

采用引物结合位点扩增(iPBS)分子标记技术对34份枸杞种质资源进行遗传多样性分析.从83条iPBS引物中筛选出11条引物分别对34份枸杞种质基因组DNA进行扩增,共检测到91条清晰谱带,其中,多态性条带89条,多态性比率为97.8%,平均多态信息含量为0.46.采用POPGENE软件计算34份种质的平均有效等位基因数为1.570,平均Nei's基因多样性指数为0.327,平均Shannon信息指数为0.489,表明34份种质具有丰富的遗传多样性.采用NTSYS-pc软件计算得到34份种质间的遗传相似系数为0.56~0.93,非加权组平均法(UPGMA)聚类分析结果表明,遗传相似系数为0.65时,可将34份种质分成5大类群,反映出栽培品种与野生种质遗传差异大,亲缘关系较远.iPBS分子标记可有效用于枸杞种质资源遗传多样性分析.     

31份木薯种质资源的鉴定评价及遗传多样性分析

[目的]从供试木薯种质材料中筛选优良种质,为我国木薯新品种的选育提供优良亲本.[方法]从植物学性状、农艺性状及氢氰酸含量等方面对31份国内外引进与收集的木薯资源进行初步鉴定评价,并对相关性状进行遗传多样性分析.[结果]31份木薯种质资源在叶片形状、叶片颜色、叶裂数、叶柄颜色、叶脉颜色、主茎内外皮颜色、茎秆生长情况、株型、茎分叉、分支角度、株高、主茎高度、主茎直径、块根分布、结薯集中度、块根形状、块根内外皮颜色和块根肉质颜色等方面均表现出较丰富的遗传多样性.从31份种质资源中筛选出株型较好的资源13份,单株鲜薯产量>2800.00 g的资源4份,氢氰酸含量<50.00 mg/kg的资源10份,单株鲜薯产量≥2901.75 g、收获指数≥0.74、氢氰酸含量≤28.86 mg/kg的资源2份.[结论]31份木薯种质资源具有较丰富的遗传多样性,其中筛选出2份单株产量高、收获指数高、氢氰酸含量低的种质,可在优良食用木薯育种中重点利用.     

东南亚水稻种质资源的光合特性比较及聚类分析

【目的】探讨东南亚稻种资源的光合特性,并筛选出高光效基因资源,为广西高产水稻的遗传改良提供参考。【方法】对164份从东南亚国家引进的稻种资源进行光合性状测定,并通过聚类分析,按极高、中高、高、中、低等级别对所测得净光合速率进行分类,筛选并确定优质高效的种质材料。【结果】不同稻种资源间的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率存在极显著差异。聚类分析将164份稻种资源划分为净光合速率极高、高、中高、中、低、极低6个类群,其中净光合速率值接近或大于30.00μmol/m2·s的极高净光合速率材料共14份,占测试材料的8.5%。【结论】东南亚稻种资源中存在高光效种质资源,筛选出的14份极高光合速率稻种资源可作为水稻高光效育种的中间材料加以利用。     

生姜种质资源主要农艺性状的遗传多样性分析

【目的】分析生姜种质资源主要农艺性状的遗传多样性,筛选出优良的核心种质资源,为喀斯特地区生姜种质资源创新利用和品种选育提供理论参考。【方法】以我国不同省（区）的96份生姜种质资源为材料,2018—2019年连续2年在贵州进行10个主要农艺性状调查测定,采用遗传变异分析、相关分析、主成分分析、Ward法聚类分析及综合评价方法研究96份生姜种质资源的遗传多样性。【结果】 96份生姜种质资源10个农艺性状的变异系数为6.77%~36.64%,以分枝数、茎叶重和根状茎重的变异系数较大,均大于20.00%;遗传多样性指数（H'）为1.935~2.099,以叶宽、叶长和根状茎长的H'较大,以分枝数的H'最小（1.935）。单株根状茎重与分枝数、茎叶重、根状茎长和根状茎宽呈极显著正相关关系（P<0.01）,而与株高、主茎叶片数、主茎茎粗、叶长和叶宽的相关性不显著（P>0.05）。前3个主成分因子累计贡献率达63.48%,且3个主成分因子载荷在各性状间差异较明显,说明由多方面原因导致生姜种质资源的变异。在遗传距离为10.5时将96份生姜种质资源分为6个类群,其中,类群Ⅰ、Ⅱ和Ⅴ的种质资源茎叶较重和根状茎产量较高,类群Ⅲ、Ⅳ和Ⅵ的种质资源分枝较少、茎叶较轻和根状茎产量偏低。贵州省内生姜种质群体与广西群体、湖北群体和四川群体的遗传背景较近。【结论】 96份生姜种质资源主要农艺性状的遗传多样性丰富,分枝数和茎叶重是影响喀斯特地区生姜高产的主要性状,且广西、湖北和四川的生姜地方资源适宜在贵州生态区推广种植。从类群Ⅰ、Ⅱ和Ⅴ筛选出的14份综合农艺性状优良种质可作为核心生姜种质资源开发利用。